题目内容

【题目】如图所示，竖直放置的均匀带阀门的细U型试管，左侧管长30cm，右管足够长且管口开口，初始时左右两管水银面等高，且水银柱高为10cm，左管内被水银封闭的空气柱气体温度为27℃，已知大气压强为75cmHg。

（1）若阀门关闭，对左侧封闭气体加热，直至两侧水银面形成5cm长的高度差，则此时气体的温度为多少摄氏度?

（2）若打开阀门，直至两侧水银面形成5cm长的高度差，关闭阀门，求放出水银后，左侧气柱的长度。(保留两位有效数字）

【答案】（1）87℃（2）21cm

【解析】

（1）由理想气体状态方程

其中封闭气体气体初态的压强P1=75cmHg 体积V1=20S.

升温后封闭气体的压强p2=p0+ρgh=80 cmHg 体积V2=S L2=22.5S

代入数据

得

T2=360K

即

t2=87℃

（2）由理想气体状态方程

P1V1 =P3V3

其中：p3=p0-ρgh=70 cmHg V3= SL3

代入数据得

L3= 21cm

练习册系列答案
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【题目】如图所示，两端与定值电阻相连的光滑平行金属导轨倾斜放置，其中，导轨电阻不计，导轨宽度为L，匀强磁场垂直穿过导轨平面，磁感应强度为B，导体棒ab的电阻为R，垂直导轨放置，与导轨接触良好，释放后，导体棒ab沿导轨向下滑动，某时刻流过R2的电流为I，在此时刻（　　）

A.重力的功率为8I2R

B.金属杆ab消耗的热功率为4I2R

C.导体棒的速度大小为

D.导体棒受到的安培力的大小为2BIL

【题目】如图，在方向水平向右、大小为的匀强电场中有一个光滑的绝缘平面。一根绝缘细绳两端分别系着带电滑块甲和乙，甲的质量为，带电量为，乙的质量为，带电量为。开始时细绳处于拉直状态。由静止释放两滑块，时细绳因某种因素断裂，不计滑块间的库仑力。试求：

(1)细绳断裂前，两滑块的加速度；

(2)请定性描述滑块乙的运动过程；

(3)在整个运动过程中，乙的电势能增量的最大值。

【题目】引力波探测于2017年获得诺贝尔物理学奖。双星的运动是产生引力波的来源之一，假设宇宙中有一双星系统由P、Q两颗星体组成，这两颗星绕它们连线的某一点在二者万有引力作用下做匀速圆周运动，测得P星的周期为T，P、Q两颗星的距离为l，P、Q两颗星的轨道半径之差为△r（P星的轨道半径大于Q星的轨道半径），引力常量为G，则下列结论错误的是

A. Q、P两颗星的质量差为

B. Q、P两颗星的线速度大小之差为

C. Q、P两颗星的运动半径之比为

D. Q、P两颗星的质量之比为

【题目】某一带正电粒子（不计重力）在一平行板间的运动轨迹如图中曲线所示，P、Q为轨迹上两点，则（　　）

A.A板带正电，B板带负电

B.粒子在P点动能大于在Q点动能

C.粒子在P点电势能大于在Q点电势能

D.粒子在P点受到的电场力大于在Q点受到的电场力

【题目】圆筒内有匀强磁场如图所示，其圆心为O，匀强磁场垂直纸面向里，圆筒的上方有相距为L的平行金属板P、Q，其中P板带正电荷，Q板带等量的负电荷。板间电场可视为匀强电场。带负电的粒子从P板边缘的M点以2v垂直P板射入电场，恰好经Q板的小孔S以速度v沿半径SO方向射入磁场中。粒子与圆筒发生3次碰撞后仍从半径SO方向射出，粒子与圆筒碰撞过程中没有能量损失，且电荷量保持不变，不计重力，已知磁感应强度大小为B，粒子质量为m、电荷量大小为q，求：

(1)圆筒的半径R；

(2)保持两板电荷量不变，Q板保持不动，将P板上移，让粒子仍从P板边缘的M点以2v垂直P板射入电场，粒子从S孔进入圆筒后，通过计算说明粒子还能不能从S孔射出再次回到M点？若能，粒子在磁场中运动的时间是多少？

【题目】如图所示，在光滑水平地面上，A、B两物体质量都为m，A以速度v向右运动，B左端有一轻弹簧且初速度为0，在A与弹簧接触以后的过程中（A与弹簧不粘连），下列说法正确的是(　　)

A. 轻弹簧被压缩到最短时，A、B系统总动量仍然为mv

B. 轻弹簧被压缩到最短时，A的动能为

C. 弹簧恢复原长时，A的动量一定为零

D. A、B两物体组成的系统机械能守恒

【题目】如图，在竖直面内有两平行金属导轨AB、CD。导轨间距为L=1m，电阻不计。一根电阻不计的金属棒ab可在导轨上无摩擦地滑动。棒与导轨垂直，并接触良好。在分界线MN的左侧，两导轨之间有垂直纸面向外的匀强磁场，磁感应强度B=1T。MN右侧的导轨与电路连接。电路中的两个定值电阻阻值分别为R1=4Ω，R2=2Ω。在EF间接有一水平放置的平行板电容器C，板间距离d=8cm，板长x=8cm（g=10m/s2）

(1)当金属棒ab以某一速度v匀速向左运动时，电容器中一质量m0=8×10-17kg，电荷量q0为8×10-17C的带电微粒恰好静止。试判断微粒的带电性质并求出金属棒ab的速度v大小。

(2)将金属棒ab固定在距离MN边界x1=0.5m的位置静止不动。MN左侧的磁场按B=1+0.5t（T）的规律开始变化，则从t=0开始的4s内，通过电阻R1的电荷量是多少？

(3)在第(2)问的情境下，某时刻另有一带电微粒以v0=2m/s的速度沿平行板间的中线射入平行板电容器，经过一段时间恰好从一个极板的边缘飞出。求该带电微粒的荷质比。（不计该带电微粒的重力）

【题目】某实验小组做“探究加速度和力、质量的关系”实验。

（1）用如图甲所示装置做实验，图中带滑轮的长木板放置于水平桌面上，拉力传感器可直接显示所受拉力的大小。做实验时，下列操作必要且正确的是___

A．将长木板右端适当垫高，小车未挂砂桶时，在木板上静止释放，轻推小车后，恰能匀速下滑

B．小车靠近打点计时器，先接通电源，再释放小车，打出一条纸带，同时记录传感器的示数

C．为了减小误差，实验中一定要保证砂和砂桶的质量远小于小车的质量

D．用天平测出砂和砂桶的质量

（2）实验时，该小组同学平衡了摩擦力后，在小车质量M保持不变的情况下，不断往砂桶里加砂，直到砂和砂桶的质量最终达到M。测出每次加砂后拉力传感器的示数F和小车的加速度a，作的图象。下列图线中正确的表示该小组的图象是___

（3）下图是实验中得到的一条纸带，图中打相邻两计数点的时间间隔为0.1 s，由图中的数据可得小车的加速度a为____ m/s2。

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